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大数据时代下高压加氢装置长周期运行中腐蚀问题分析及解决措施

时间:2022-03-29 08:32:07 浏览次数:

摘 要 本文简单介绍了高压加氢装置腐蚀类型以及腐蚀部位,针对高压加氢装置长周期运行中腐蚀问题分析及解决措施进行了深入的研究分析,结合本次研究,发表了一些自己的建议看法,希望对高压加氢装置的腐蚀防护起到一定的参考和帮助,提高其防腐水平。

关键词 高压加氢装置;长周期运行;腐蚀;措施

高压加氢装置有着改善油品质量、低碳、效益显著等方面优势,在炼油厂有着十分广泛的应用。但是高压加氢装置在实际的运行过程中,长期处于高温、高压、临氢环境下,有着高腐蚀性、易燃易爆等特点,导致其运行过程中存在有较大的安全隐患,想要避免各类安全隐患事故的出现,就必须要对高压加氢装置的腐蚀问题有足够高的重视,本文就此进行了研究分析。

1 高压加氢装置腐蚀类型以及腐蚀部位

受到高压加氢装置运行环境等方面因素的影响,装置不同部位存在有较高浓度的氯离子、含硫化合物,其主要腐蚀类型有氢腐蚀、腐蚀开裂或减薄、应力腐蚀、氢致 剥离、回火催化、高温氧化、酸性水腐蚀等。在腐蚀部位方面,有反应器、换热器、管道、冷却系统、分馏系统、酸水系统等多个部位[1]。

2 高压加氢装置长周期运行中腐蚀问题分析及解决措施

2.1 加氢裂化高压管道裂纹

存在两处微裂纹,观察发现呈连续直线状,不存在开口。通过金相检验方式检验微裂纹部位,其中很多裂纹沿晶体分布,存在有个别穿晶裂纹。在焊缝区域,其金相组织以索氏体以及贝氏体为主,针对焊缝部位进行光谱分析,检测其硬度发现,产品质量不存在问题。选择超声波探伤仪检测裂缝,其深度大约为3~4mmm。分析微裂纹出现位置发现,裂纹主要位于筒节环焊缝以及封头位置,因为筒节厚度远远超过封头厚度,为了保证两者之间焊缝的圆滑性,需要采取焊接过渡形式,适当加宽焊道,如果焊接速度过快,非常容易有夹渣等现象的出现。该裂纹主要是因为局部融合不良所导致的表面微裂纹,在使用过程中,在应力作用下出现裂纹[2]。

在对这种裂纹进行处理时,可以选择砂轮磨削的方式实现对裂纹的清除。首先标出裂纹区域,在裂纹周围20cm范围,边使用砂轮磨削,边探伤查找缺陷。为了避免出现局部过热现象,必须要做好磨削量的控制,单次磨削量不能超过0.2mm,避免接头表明有金属氧化色出现。单次打磨之后,通过MT探伤的方式,确定裂纹位置,继续进行打磨,该过程需要重复进行,直至缺陷消失。

2.2 蜡油加氢反应器内件腐蚀

蜡油加氢列第一反应器出口收集筛网存在腐蚀现象,对其腐蚀原因进行初步判断,认定为氢损伤腐蚀。在蜡油加氢反应器在实际的应用过程中,会存在有过超温现象,在高温条件下,分子形式的氢会分解为离子形式以及原子形式,借助金属之间的晶格扩散,与稳定性较差的碳化合物之间发生反应出现甲烷气泡,其化学反应式为:Fe3C+2H2→CH4+Fe,甲烷气泡会聚集在晶间空穴处,因为甲烷不存在有较大的扩散性,聚集在微观孔隙中会有局部高压产生,出现应力集中现象,最终在长周期运行下出现裂纹。裂纹出现初期较为分散,其裂纹较小,但是发展至后期,很多细小的裂纹连接在一起,会很大程度上降低钢的强度以及韧性,出现晶间断裂现象。这一腐蚀过程属于化学反应,有着不可逆性,受到出口油气的高流速影响,最终断裂。

想要避免这一类问题的出现,就必须要做好生产期间的各项管理工作,对操作温度进行严格的控制,避免有超温现象出现。在筛网材质选择方面,必须要保证其合格性,不要使用劣质筛网。保证催化剂有足够的强度 ,避免在使用过程中出现破碎,导致筛网堵塞,增加油气冲击力[3]。

2.3 蜡油加氢换热器管束腐蚀

高压加氢装置中原料有硫、氮、氢,在高温、高压、临氢环境下发生化学反应,会有硫化氢、氨气以及氯化氢等物质出现,这些物质属于腐蚀介质,还可以相互反应出现硫化氢铵以及氯化铵,结晶后在渣油换热器作用下,进入分馏塔,分解为 硫化氢、氯化氢以及氨气,其中硫化氢会直接与铁发生化学反应,产生硫化铁,硫化铁可以形成一层致密的保护膜,具有一定的防腐性能,但是在氯化氢作用下,会与硫化铁进一步发生反应,导致氧化膜被破坏,加剧腐蚀。另外,氢离子在渗入碳钢中,会有氢鼓泡出现,腐蚀换热管,出现断裂等现象。

针对这一问题,最有效的解决措施就是更换换热器管束材料,比如说使用材质,就可以避免这种腐蚀现象的出现。

2.4 水冷却器水侧腐蚀

水冷却器的材质为碳钢,部分管束刷涂有涂料防腐。因为冷却器中的主要介质实施污水,只有少部分的新鲜水。污水中含有大量的二氧化碳、氯离子、钠盐、镁盐等物质,呈弱碱性,另外,污水中还存在有磷系物质,容易分解出正磷酸根,与污水中的钠盐、镁盐等物质发生反应,最终出现磷酸盐沉淀,属于难溶物质,收到这些方面因素的影响,导致循环水存在有一定的腐蚀性。另外,部分管束防腐涂料质量较差,也很难取得理论的防腐效果。在实际应用中,为了满足节水指标要求,会将冷却器出口阀门关小,降低循環水流速,在这种情况下,会出现垢下腐蚀现象。循环水中部分盐类物质以及氧化性物质会与管道碳钢发生反应,最终出现腐蚀现象。

在解决这方面腐蚀问题时,首先可以选择有着良好腐蚀性能的钛纳米聚合物涂料,将其刷涂至管束水侧,起到防腐的效果;其次,做好管束涂层刷涂质量的把握;再次,不能通过调节冷却器阀门的方式来达到降低流速的目的;最后,提高循环水水质[4]。

3 结束语

高压加氢装置受到运行环境等方面因素的影响,长周期运行过程中非常容易有腐蚀问题出现,为了降低腐蚀现象的发生的可能,提高设备使用寿命,避免因为腐蚀导致有安全事故隐患出现。就必须要做好对腐蚀类型的了解和分析,常见的腐蚀类型有加氢裂化反应器外壁裂纹、蜡油加氢反应器内件腐蚀、蜡油加氢换热器管束腐蚀、水冷却器水侧腐蚀等,需要结合实际腐蚀类型,采取针对性的解决措施,预防为主,防治结合,提高高压加氢装置整体防腐水平。

参考文献

[1] 赵钰.炼油厂高压加氢装置循环氢压缩机组的选型及控制分析[J].化工机械,2015,(04):516-521.

[2] 徐彬.新型密封技术在高压加氢装置上的应用[J].化工设备与管道,2013,(05):41-44.

[3] 段永锋,于凤昌.加氢装置高压换热器腐蚀问题分析及措施[J].石油炼制与化工,2016,(07):92-95.

[4] 陈晓梅,孙柏军.润滑油高压加氢装置运行情况分析及应对措施[J].化工技术与开发,2016,(12):54-57.

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